Matthias Grotevent
©Michael Schwett­mann
Tenure Track Professorship
TU Dort­mundMa­te­ri­al­che­mie

Matthias Grotevent

Na­no­ma­te­ria­li­en für die En­er­gie­wen­de

Mat­thi­as Gro­te­vent ent­wi­ckelt in­no­va­ti­ve Na­no­ma­te­ria­li­en für die En­er­gie­wen­de und mi­nia­tu­ri­sier­te op­ti­sche Tech­no­lo­gi­en. Seine For­schung zielt darauf, die Her­stel­lung solcher Ma­te­ria­li­en zu ver­ein­fa­chen und damit leis­tungs­fä­hi­ge­re So­lar­zel­len sowie kom­pak­te op­ti­sche Systeme zu er­mög­li­chen. Seit dem 1. April forscht er an der Fa­kul­tät Physik der TU Dort­mund und am Re­se­arch Center Future Energy Ma­te­ri­als and Systems (FEMS) der Uni­ver­si­täts­al­li­anz Ruhr (UA Ruhr). Seine Pro­fes­sur „Col­lo­idal Na­no­st­ruc­tures“ wird für sechs Jahre mit 1,2 Mil­lio­nen Euro von der Wübben Stif­tung Wis­sen­schaft ge­för­dert.

Die Wübben Stif­tung Wis­sen­schaft un­ter­stützt mit ihrem Pro­gramm „Tenure Track Pro­fes­sor­ship“ deut­sche Uni­ver­si­tä­ten bei der Be­ru­fung in­ter­na­tio­na­ler Wissen­schaft­ler*innen, die bereits mehrere Jahre im Ausland tätig waren. Mat­thi­as Gro­te­vent hat an der ETH Zürich und am Schwei­zer For­schungs­in­sti­tut Empa pro­mo­viert. Als Postdoc forsch­te er in den USA am Mas­sa­chu­setts In­sti­tu­te of Tech­no­lo­gy in der Ar­beits­grup­pe des Chemie-No­bel­preis­trä­gers Moungi G. Bawendi. Zuletzt war er For­schungs­di­rek­tor eines US-Start-ups für fle­xi­ble So­lar­mo­du­le, bevor er dem Ruf an die TU Dort­mund folgte.

Seine For­schung ist in­ter­dis­zi­pli­när aus­ge­rich­tet und ver­bin­det Grund­la­gen­for­schung in der Ma­te­ri­al­ent­wick­lung mit prak­ti­schen An­wen­dun­gen sowie der Zu­sam­men­ar­beit mit in­dus­tri­el­len Part­nern. Das ver­deut­lich­te er auch bei seiner An­tritts­vor­le­sung im Rahmen des Phy­si­ka­li­schen Kol­lo­qui­ums Anfang Juli. „Ich bin stu­dier­ter Che­mi­ker, habe in der Physik ge­forscht und arbeite heute als Ma­te­ri­al­wis­sen­schaft­ler mit in­ge­nieur­wis­sen­schaft­li­cher Denk­wei­se“, sagte Gro­te­vent. 

Mini-Spek­tro­me­ter und fle­xi­ble So­lar­zel­len

Im Mit­tel­punkt seiner For­schung stehen Na­no­ma­te­ria­li­en, deren Ei­gen­schaf­ten sich gezielt ein­stel­len lassen. Dadurch können sie Licht be­son­ders ef­fi­zi­ent auf­neh­men oder wei­ter­lei­ten und eignen sich für neue An­wen­dun­gen in der Op­to­elek­tro­nik. Ein Vorteil ist, dass sich diese Ma­te­ria­li­en aus einer Flüs­sig­keit heraus ver­ar­bei­ten lassen. Das ver­ein­facht die Her­stel­lung deut­lich und könnte neue Tech­no­lo­gi­en güns­ti­ger und leich­ter zu­gäng­lich machen. Ein Bei­spiel sind mi­nia­tu­ri­sier­te In­fra­rot-Spek­tro­me­ter, die mit­hil­fe dieser Ma­te­ria­li­en so klein werden könnten, dass sie künftig in Smart­pho­nes Platz finden. Sie könnten etwa helfen, Rück­stän­de von Pes­ti­zi­den in Le­bens­mit­teln nach­zu­wei­sen oder den Blut­zu­cker ohne Blut­ent­nah­me zu über­wa­chen.

Urkundenübergabe Matthias Grotevent
©Oliver Sc­ha­per​/​TU Dort­mund

Marion Müller von der Wübben Stif­tung Wis­sen­schaft über­reich­te die För­der­ur­kun­de an­läss­lich der An­tritts­vor­le­sung von Mat­thi­as Gro­te­vent

Auch für die En­er­gie­wen­de sind die Ma­te­ria­li­en viel­ver­spre­chend: Gro­te­vent ent­wi­ckelt neue Ansätze für fle­xi­ble und be­son­ders leichte Pe­row­skit-So­lar­zel­len. Dabei geht es nicht nur um ef­fi­zi­en­te­re Ma­te­ria­li­en, sondern auch um deren Her­stel­lung im großen Maßstab. Ziel ist es, extrem dünne Schich­ten gleich­mä­ßig auf großen Flächen auf­zu­brin­gen. Ver­ein­fach­te Her­stel­lungs­ver­fah­ren sollen die Pro­duk­ti­on zu­ver­läs­si­ger machen und den in­dus­tri­el­len Einsatz er­leich­tern.

Seine For­schung ist an der Fa­kul­tät Physik der TU Dort­mund an­ge­sie­delt, die be­son­ders stark in der Ent­wick­lung mo­der­ner spek­tro­sko­pi­scher Me­tho­den ist. Au­ßer­dem bringt er seine Ex­per­ti­se in das Re­se­arch Center Future Energy Ma­te­ri­als and Systems ein, in dem die Uni­ver­si­tä­ten der UA Ruhr ihre For­schung zu neuen Ma­te­ria­li­en und deren Rolle im En­er­gie­sys­tem der Zukunft bündeln.